Exercícios sobre carga elétrica

Resolva esta lista de exercícios sobre carga elétrica e avalie seus conhecimentos sobre essa importante propriedade física. Publicado por: Pâmella Raphaella Melo
Questão 1

(Acafe) A afirmação de que a carga elétrica é quantizada significa que ela

A) pode existir em qualquer quantidade.

B) só pode existir como um valor múltiplo de uma quantidade mínima.

C) só pode ser positiva ou negativa.

D) pode ser dividida em pequenas frações.

E) pode ser transferida de um elétron para outro.

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Alternativa B

A afirmação de que a carga elétrica (propriedade intrínseca dos prótons e elétrons) é quantizada significa que o seu módulo é dado em termos de um múltiplo inteiro de uma quantidade mínima, chamada de carga fundamental.

Questão 2

(UFV) Se um corpo encontra-se eletrizado positivamente, pode-se afirmar que ele apresenta

A) falta de prótons.

B) excesso de elétrons.

C) falta de elétrons.

D) excesso de nêutrons.

E) falta de nêutrons.

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Alternativa C

Se um corpo encontra-se eletrizado positivamente, pode-se afirmar que ele apresenta falta de elétrons (partículas subatômicas de carga negativa), já que só podemos retirar ou adicionar elétrons aos átomos.

Questão 3

(IFRR) Duas esferas idênticas metálicas são postas em contatos. Uma delas está eletrizada com uma carga 20 Q, enquanto a outra está neutra. Determine a carga elétrica de cada uma após o contato.

A) 25 Q

B) 15 Q

C) 10 Q

D) 30 Q

E) 20 Q

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Alternativa C

Calcularemos a carga elétrica de cada uma após o contato por meio da média aritmética entre essas duas cargas elétricas:

\(Q_{final}=\frac{Q_1+Q_2}2\)

\(Q_{final}=\frac{20Q+0Q}2\)

\(Q_{final}=\frac{20Q}2\)

\(Q_{final}=10Q\)

Questão 4

(UnP) O módulo do vetor campo elétrico produzido por uma carga elétrica puntiforme em um ponto P é igual a E. Dobrando-se a distância entre a carga e o ponto P, por meio do afastamento da carga, neste caso, o módulo do vetor campo elétrico nesse ponto fica:

A) \(\frac{E}2\)

B) \(\frac{E}4\)

C) 2 E

D) 4 E

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Alternativa B

Primeiramente, encontraremos a representação do módulo do vetor do campo elétrico produzido por uma carga elétrica puntiforme em um ponto P antes do afastamento:

\(E=k\cdot \frac{Q}{d^2} \)

Depois, encontraremos a representação do módulo do vetor do campo elétrico produzido por uma carga elétrica puntiforme em um ponto P depois do afastamento:

\(E'=k\cdot \frac{Q}{d'^2} \)

Como a distância depois do afastamento é igual ao dobro da distância antes do afastamento, temos:

\(E'=k\cdot \frac{Q}{(2d)^2} \)

\(E'=k\cdot \frac{Q}{4\cdot d^2} \)

\(E'=\frac{1}4\cdot k\cdot \frac{Q}{d^2 }\)

\(E'=\frac{1}{4}\cdot E\)

\(E'=\frac{E}4\)

Questão 5

Sabendo que a carga elementar é \(1,6\cdot 10^{-19}\ C\), qual a quantidade de elétrons existentes em uma carga elétrica de 100C?

A) \(62,5\cdot 10^{19}\ elétrons\)

B) \(85,9\cdot 10^{19}\ elétrons\)

C) \(62,5\cdot 10^{20}\ elétrons\)

D) \(85,9\cdot 10^{20}\ elétrons\)

E) \(0\ elétrons\)

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Alternativa A

Calcularemos a quantidade de elétrons por meio da fórmula que a relaciona à carga elétrica e à carga elementar:

\(Q=n\cdot e\)

\(100=n\cdot 1,6\cdot 10^{-19}\)

\(n=\frac{100}{1,6\cdot 10^{-19}}\)

\(n=62,5\cdot 10^{19}\ elétrons\)

Questão 6

Qual a intensidade da força elétrica sobre duas cargas de 8mC e 22mC distanciadas a 1000 metros no vácuo? Lembre-se que a constante eletrostática do vácuo \(k_o\) é \(9\cdot 10^9 (N\cdot m)^2/C^2\)

A) 6,336N

B) 4,752N

C) 3,168N

D) 1,584N

E) 0,792N

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Alternativa D

Calcularemos a força elétrica por meio da fórmula da lei de Coulomb:

\(F=k_o\cdot \frac{Q_1\cdot Q_2}{d^2} \)

\(F=9\cdot 10^9\cdot \frac{8m\cdot 22m}{1.000^2} \)

Substituiremos no lugar do símbolo mili (m) o seu valor de 10-3, então:

\(F=9\cdot 10^9\cdot \frac{8\cdot 10^{-3}\cdot 22\cdot 10^{-3}}{1000^2 }\)

\(F=\frac{1584\cdot10^{9-3-3}}{1.000.000}\)

\(F=\frac{1584\cdot 10^3}{1.000.000}\)

\(F=0,001584\cdot 10^3\)

\(F=1,584\cdot 10^{-3}\cdot 10^3\)

\(F=1,584\cdot 10^{-3+3}\)

\(F=1,584\cdot 10^0\)

\(F=1,584\cdot 1\)

\(F=1,584N\)

Questão 7

Determine o valor da carga elétrica de um átomo com \(5\cdot 10^{10}\) elétrons, sabendo que a carga elementar é \(1,6\cdot 10^{-19}\ C\).

A) \(4\cdot 10^{-13}\ C\)

B) \(5\cdot 10^{-12}\ C\)

C) \(6\cdot 10^{-11}\ C\)

D) \(7\cdot 10^{-10}\ C\)

E) \(8\cdot 10^{-9}\ C\)

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Alternativa E

Calcularemos a carga elétrica por meio da fórmula que a relaciona à quantidade de elétrons e à carga elementar:

\(Q=n\cdot e\)

\(Q=5\cdot 10^{10}\cdot 1,6\cdot 10^{-19}\)

\(Q=8\cdot 10^{10-19}\)

\(Q=8\cdot 10^{-9}\ C\)

Questão 8

Três esferas condutoras A, B e C, com cargas elétricas \(-2C\), \(-4C\) e \(9C\) respectivamente, são postas em contato, em seguida, são separadas. Com base nessas informações, determine a carga final das cargas elétricas A, B e C:

A) 1C, 1C e 1C.

B) 2C, 2C e 2C.

C) 0C, 01 e \(-3C\).

D) \(-2C\), \(-4C\) e 9C.

E) \(-1C\), \(-2C\) e \(-2C\).

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Alternativa A

Calcularemos a carga elétrica final de cada carga após o contato por meio da média aritmética entre elas:

\(Q_{final}=\frac{Q_1+Q_2+Q_3}3\)

\(Q_{final}=\frac{-2-4+9}3\)

\(Q_{final}=\frac{3}3\)

\(Q_{final}=1C\)

Questão 9

Uma carga elétrica puntiforme de 72C produz um campo elétrico E no vácuo a 50 cm de distância. Com base nessas informações, qual a intensidade desse campo elétrico? Lembre-se de que a constante eletrostática do vácuo \(k_o\) é \(9\cdot 10^9 (N\cdot m)^2/C^2\).

A) \(12,960\cdot 10^{12}\ C\)

B) \(10,368\cdot 10^{12}\ C\)

C) \(7,776\cdot 10^{12}\ C\)

D) \(5,184\cdot 10^{12}\ C\)

E) \(2,592\cdot 10^{12}\ C\)

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Alternativa E

Primeiramente, converteremos a distância de centímetros para metros:

\(50\ cm=0,5\ m\)

Calcularemos o campo elétrico por meio da sua fórmula:

\(E=k_o\cdot \frac{Q}{d^2} \)

\(E=9\cdot 10^9\cdot \frac{72}{0,5^2 }\)

\(E=\frac{648\cdot 10^9}{0,25}\)

\(E=2592\cdot 10^9\)

\(E=2,592\cdot 10^3\cdot 10^9\)

\(E=2,592\cdot 10^{3+9}\)

\(E=2,592\cdot 10^{12}\ C\)

Questão 10

Um corpo apresenta \(9\cdot 10^{13}\) elétrons. Sabendo que a carga elementar é \(1,6\cdot 10^{-19}\ C\), qual é a sua carga elétrica total?

A) \(1,44\cdot 10^{-8}\ C\)

B) \(1,44\cdot 10^{-7}\ C\)

C) \(1,44\cdot 10^{-6}\ C\)

D) \(1,44\cdot 10^{-5}\ C\)

E) \(1,44\cdot 10^{-4}\ C\)

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Alternativa D

Calcularemos a carga elétrica por meio da fórmula que a relaciona à quantidade de elétrons e à carga elementar:

\(Q=n\cdot e\)

\(Q=9\cdot 10^{13}\cdot 1,6\cdot 10^{-19}\)

\(Q=14,4\cdot 10^{13-19}\)

\(Q=1,44\cdot 10^1\cdot 10^{13-19}\)

\(Q=1,44\cdot 10^{1+13-19}\ C\)

\(Q=1,44\cdot 10^{-5}\ C\)

Questão 11

Qual é a carga elétrica de um corpo que possui \(4\cdot 10^{18}\) prótons e \(2,25\cdot 10^{18}\) elétrons, sabendo que a carga elétrica elementar em módulo vale \(1,6\cdot 10^{-19}\ C\)?

A) 0,12C

B) 0,28C

C) 0,36C

D) 0,64C

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Alternativa B

Primeiramente, calcularemos a carga elétrica dos prótons (partículas subatômicas de carga positiva):

\(Q_P=4\cdot 10^{18}\cdot 1,6\cdot 10^{-19}\)

\(Q_P=6,4\cdot 10^{18-19}\)

\(Q_P=6,4\cdot 10^{-1}\)

\(Q_P=0,64C\)

Depois, calcularemos a carga elétrica dos elétrons:

\(Q_E=2,25\cdot 10^{18}\cdot (-1,6\cdot 10^{-19}\ C)\)

\(Q_E=-3,6\cdot 10^{18-19}\)

\(Q_E=-3,6\cdot 10^{-1}\)

\(Q_E=-0,36\ C\)

Por fim, calcularemos a carga elétrica do corpo:

\(Q=Q_P+Q_E\)

\(Q=0,64-0,36\)

\(Q=0,28\ C\)

Questão 12

Qual(is) das alternativas apresenta(m) as unidades de medida corretas das grandezas físicas estudadas no conteúdo de carga elétrica?

I. A força elétrica é medida em Newton.

II. O campo elétrico é medido em Newton.

III. A carga elétrica é medida em Ampére.

IV. A carga elementar é medida em Coulomb.

Está(ão) correta(s):

A) II, III e IV.

B) I e III.

C) I e IV.

D) Todas estão corretas.

E) Todas estão incorretas.

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Alternativa C

I. A força elétrica é medida em Newton. (verdadeiro)

II. O campo elétrico é medido em Newton. (falso)

O campo elétrico é medido em Newton por Coulomb.

III. A carga elétrica é medida em Ampére. (falso)

A carga elétrica é medida em Coulomb.

IV. A carga elementar é medida em Coulomb. (verdadeiro)

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